Σκοπός αυτού του άρθρου είναι να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί ο τεχνητός φωτισμός, είτε είναι προβολέας με λάμπα πυρακτώσεως, είτε ηλεκτρονικό φλας, είτε προβολέας με λάμπα Quartz. Σε όλες τις περιπτώσεις θα τον αποκαλούμε φωτεινή πηγή. Όλες οι αποστάσεις θα μετριούνται σε πόδια (στο τέλος θα δούμε τον λόγο).
Θεμελιώδης παράγων είναι να κατανοήσουμε τί είναι ο Νόμος του αντιστρόφου τετραγώνου. Όλοι μας, όσοι δουλέψαμε με ηλεκτρονικό φλας επάνω ή δίπλα στην μηχανή μας, γνωρίζουμε ότι το φλας καλύπτει μόνο μια δεδομένη απόσταση. Εάν το αντικείμενο είναι πιο μακρυά η φωτογραφία θα είναι υποφωτισμένη. Είναι εύκολο να δούμε το γιατί. Καθώς το φως απομακρύνεται από το φλας διαχέεται και καλύπτει όλο και μεγαλύτερη περιοχή. Όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια που καλύπτει το φως, τόσο πιο αδύναμο γίνεται, μέχρι που απλώνεται τόσο πολύ που δεν είναι πλέον τόσο δυνατό για έκθεση, ώστε να γράψει στο φιλμ μια εικόνα. Αυτό το φαινόμενο είναι πιο εύκολο να το δούμε έξω την νύχτα ειδικά σε φωτογραφήσεις μιας ομάδας ατόμων που η απόστασή τους από την μηχανή ποικίλει. Εάν η έκθεση ρυθμιστεί ώστε τα άτομα στο μέσον της ομάδας να είναι σωστά εκτεθειμένα στο φως, όποιο άτομο βρίσκεται πιο κοντά στην μηχανή θα βγει υπερφωτισμένο (και αν είναι πάρα πολύ κοντά η εικόνα θα είναι τελείως άσπρη και δίχως χαρακτηριστικά), ενώ τα πιο απομακρυσμένα άτομα θα βγουν υποφωτισμένα και μερικά μπορεί να χάνονται μερικές φορές μέσα στο σκοτάδι.
Επαναλαμβάνουμε ότι καθώς το φως απομακρύνεται από την φωτεινή πηγή του, η λαμπρότητά του διαχέεται σε αυξανόμενη και μεγαλύτερη περιοχή. Όσο πιο πολύ απομακρύνεται τόσο μεγαλύτερη περιοχή καλύπτει και τόσο χαμηλότερη γίνεται η έντασή του. Σε κάθε σημείο, η πυκνότητα του φωτός εξαρτάται από την απόστασή του από την φωτεινή πηγή.
Εάν η απόσταση διπλασιασθεί, το φως θα έχει να καλύψει τετραπλάσια περιοχή και η έντασή του θα είναι μόνο το 1 /4 απ' ό,τι ήταν πριν. Εάν η απόσταση τετραπλασιασθεί,το φως θα καλύψει δεκαέξη φορές μεγαλύτερη περιοχή και η έντασή του θα είναι το 1/16 από την αρχική (σχ. 1). Η σχέση αυτή, το ότι δηλαδή η ένταση του φωτός εξαρτάται από το αντίστροφο του τετραγώνου της αποστάσεως από την φωτεινή πηγή, καλείται Νόμος του Αντιστρόφου Τετραγώνου. Η λέξη αντίστροφο αναφέρεται στο γεγονός ότι όσο η απόσταση αυξάνεται τόσο η φωτεινότητα ελαττώνεται. Έτσι αν ένα αντικείμενο απέχει πέντε πόδια από την φωτεινή πηγή, το ποσό του φωτός που φωτίζει το αντικείμενο ισούται με το αντίστροφο του τετραγώνου της απόστασης δηλ. 1/52 δηλαδή 1/25 του φωτός της φωτεινής πηγής (σχ. 2).
Ας υποθέσουμε ότι το σωστό διάφραγμα για κάποια συγκεκριμένη φωτεινή πηγή και για κάποιο φιλμ στο παραπάνω παράδειγμα είναι F/8. Τώρα ας υποθέσουμε ότι φωτογραφίζουμε δύο αντικείμενα και το δεύτερο αντικείμενο απέχει 7 πόδια από την ίδια φωτεινή πηγή. Πόσο από το αρχικό φως φωτίζει το δεύτερο αντικείμενο;
Το φως που φωτίζει το δεύτερο αντικείμενο θα είναι το αντίστροφο του τετραγώνου της αποστάσεως δηλ. 1 /72=1 /49 της φωτεινής πηγής. Επειδή όμως το 1/25 του φωτισμού είναι διπλάσιο από το 1 /49 του φωτισμού ο φωτισμός στο δεύτερο αντικείμενο μας είναι σχεδόν μισός, ή ένα F/stop λιγότερος από το φωτισμό στο πρώτο αντικείμενο (σχ. 2). Οπότε εάν εκθέσουμε σωστά για το πρώτο αντικείμενο (στο υποθετικό μας F/8), το δεύτερο αντικείμενο θα είναι 1 F/stop υποφωτισμένο. Αν εκθέσουμε σωστά για το δεύτερο αντικείμενο (F/5,6) το πρώτο αντικείμενο θα είναι 1 F/stop υπερφωτισμένο. Εάν εκθέσουμε για την μέση περιοχή (έξη πόδια) πάλι θα έχουμε ένα ολόκληρο F/stop ευρύτητα εκθέσεως μεταξύ του πρώτου και δεύτερου αντικειμένου.
Αν υποθέσουμε ότι αυτή η ευρύτητα του ενός F/stop δεν είναι επιθυμητή, τότε έχουμε το πρόβλημα του βάθους φωτός, οπότε ή το αντικείμενο πρέπει να τοποθετηθεί σε λιγότερο βάθος ή πρέπει να επιτύχουμε μεγαλύτερο βάθος φωτός.
Πώς μπορεί το βάθος φωτός να προεκταθεί;
Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να επιτύχουμε μεγαλύτερο βάθος φωτός.
1. Τοποθετούμε τα αντικείμενα ή την φωτεινή πηγή έτσι ώστε η απόσταση από το φως να είναι η ίδια. Για φωτογραφήσεις στιγμιοτύπων αυτό ίσως να είναι η καλύτερη και η πιό εύκολη λύση. Εν τούτοις σε πολλές περιπτώσεις η πιο επιθυμητή τοποθέτηση των αντικειμένων θυσιάζεται για να έχουμε επαρκή φωτισμό. Επίσης μετακινώντας το αντικείμενο μπορούν να δημιουργηθούν ανεπιθύμητες σκιές για κατάλληλο φωτισμό αντικειμένων.
2. Απομακρύνουμε το φως μακριά από το πλησιέστερο αντικείμενο έτσι ώστε ο φωτισμός να κατευθύνεται κυρίως στο δεύτερο αντικείμενο, όπως φαίνεται στο σχ. 3. Αυτή η λύση είναι καλή αν η εφαρμογή της είναι πρακτικά εφικτή.
3. Μετακινούμε το φως μακρύτερα από τα αντικείμενα. Αν μετακινήσουμε το φως πίσω δέκα πόδια, ο φωτισμός στο πρώτο αντικείμενο θα είναι το αντίστροφο του τετραγώνου των 10 ποδιών (1/102=1/100). Ο φωτισμός στο δεύτερο αντικείμενο θα είναι το αντίστροφο του τετραγώνου των 12 ποδών (1/122) ή 1/144 (σχ. 4).
Εάν ο φωτισμός στο δεύτερο αντικείμενο ήταν 1/200, θα ήταν 1 F/stop λιγότερος απ' ότι στο πρώτο αντικείμενο. Οπότε 1/144 είναι περίπου 1/2 F/stop λιγότερο από το πρώτο αντικείμενο. Κατά συνέπεια προεκτείναμε το βάθος φωτός.
Αλλά τί γίνεται αν ο χώρος που φωτογραφίζουμε δεν μας επιτρέπει να μετακινήσουμε το φως πίσω στα δέκα πόδια;
4. Ρίχνουμε το φως σε μια ομπρέλλα ή σε έναν επίπεδο τοίχο (σχ. 5). Αν το φως είναι τρία πόδια από την ομπρέλλα και η ομπρέλλα επτά πόδια από το αντικείμενο, το φως είναι 3+7=10 πόδια από το αντικείμενο. Οπότε το ίδιο βάθος φωτός επιτυγχάνεται αν μετακινήσουμε το φως στα δέκα πόδια ή το μετακινήσουμε στα 7 πόδια και το ρίξουμε σε μια ομπρέλλα που απέχει τρία πόδια από την φωτεινή πηγή
5. Χρησιμοποιούμε ένα δεύτερο φως να φωτίσει το αντικείμενο που είναι πιο μακρυά. Αυτό μπορεί να είναι πολύ καλή λύση. Απαιτούνται όμως γνώσεις πάνω στην τοποθέτηση φωτιστικών και τεχνική έτσι ώστε η επίδραση από τον πρόσθετο φωτισμό να μην είναι επιζήμια στον γενικό φωτισμό της φωτογράφησης.
Στην πραγματικότητα μπορούμε να συνδυάσουμε αυτούς τους τρόπους για να επιτύχουμε το επιθυμητό αποτέλεσμα. Αλλά υπάρχει και ένα πρόβλημα που δεν το αναφέραμε μέχρι στιγμής. Στην προσπάθεια να αυξήσουμε το βάθος φωτός έχουμε σαν αποτέλεσμα να φωτίζονται λιγότερο τα αντικείμενα (όπως στις λύσεις 2,3,4 και πιθανόν 5). Το υποθετικό μας διάφραγμα δεν μπορεί πλέον να χρησιμοποιηθεί (το διάφραγμα F/8). Αυτό μπορεί να δημιουργήσει πρόβλημα βάθους πεδίου ευκρίνεια. Η σοβαρότητα αυτού του προβλήματος εξαρτάται βασικά από την εστιακή απόσταση του φακού και την απόσταση αντικειμένου-μηχανής. Διπλασιάζοντας την απόσταση: Φως-αντικείμενο θα έχει σαν αποτέλεσμα την μείωση της εκθέσεως 2 F/stop. Στην προκειμένη λοιπόν περίπτωση 3 θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε F/4 αντί F/8 διάφραγμα. Στην περίπτωση 4 θα χάσουμε περισσότερα από 2 F/stop διότι η χρήση της ομπρέλλας ή του επίπεδου τοίχου έχει σαν αποτέλεσμα το φως ανακλώμενο να καλύπτει μεγαλύτερη περιοχή και, όπως είπαμε στην αρχή, όσο μεγαλύτερη περιοχή καλύπτει το φως τόσο ασθενέστερο γίνεται.
Το πρόβλημα του βάθους πεδίου
Έστω ότι έχουμε δυο αντικείμενα φωτογράφησης σε διαφορετικές αποστάσεις.
Εάν εστιάσουμε στο πρώτο αντικείμενο το δεύτερο αντικείμενο μπορεί να είναι «φλου».
Εάν εστιάσουμε στο δεύτερο αντικείμενο, το πρώτο αντικείμενο μπορεί να είναι «Φλου».
Εάν εστιάσουμε στην περιοχή ανάμεσα στα δύο αντικείμενα μπορεί και τα δύο να είναι «φλου».
Όσο μικρότερο είναι το άνοιγμα του φακού (διάφραγμα) τόσο μεγαλύτερο είναι το βάθος πεδίου. Οπότε βασικά για να επιτύχουμε την σωστή φωτογράφηση χρειαζόμαστε πάλι το διάφραγμα F/8 (αν όχι μικρότερο). Υποθέτωντας ότι δεν επιθυμούμε να χρησιμοποιήσουμε φιλμ με πιο ευαίσθητη επιφάνεια, τότε απλούστατα χρειαζόμαστε περισσότερο φως στα αντικείμενα. Τέσσερις φορές περισσότερο φως χρειάζεται για να επαναφέρουμε τα 2 F/stop που χάσαμε για να χρησιμοποιήσουμε ξανά διάφραγμα F/8.
Διπλασιάζοντας τα Watt/sec του ηλεκτρονικού μας φλας θα έχουμε 1 F/stop περισσότερο φως, οπότε αν χρησιμοποιήσουμε το φλας στα 50 Watt/sec η αύξηση των 2 F/stop θά αποκτηθεί αν αυξήσουμε την ενέργεια στα 200 Watt/sec. (διάγραμμα α).
Εάν το ηλεκτρονικό μας φλας δεν έχει την δυνατότητα για να αυξηθεί 4 φορές, τότε μπορούμε να ενεργήσουμε ως εξής:
1. Χρησιμοποιούμε έναν πιο αποδοτικό ανακλαστήρα στην κεφαλή. Η ποιότητα του φωτός θα είναι πιο σκληρή και παράγει περισσότερο κοντράστ η χρήση τέτοιων ειδών ανακλαστήρων.
2. Χρησιμοποιούμε περισσότερα ηλεκτρονικά φλας επάνω στην ίδια ομπρέλλα (σχ. 6).
3. Χρησιμοποιούμε έναν ή περισσότερους τρόπους που περιγράψαμε παραπάνω.
Ίσως τελικά καταλήξουμε σ' έναν ιδιάζοντα τρόπο, συνδυασμό όλων των προηγούμενων, αλλά τουλάχιστον κατανοήσαμε το πρόβλημα και τις δυνατές λύσεις του.
Ποιό είναι το ελάχιστο βάθος φωτός και το ελάχιστο βάθος πεδίου που χρειάζεται;
Μέχρι στιγμής συσχετίσαμε τον νόμο του αντιστρόφου τετραγώνου με ένα υποθετικό παράδειγμα όπου απαιτείτο το μέγιστο βάθος φωτός. Εν τούτοις μπορεί να αντιμετωπίσουμε πολύ συχνά περιπτώσεις που είναι επιθυμητό το ελάχιστο βάθος φωτός. Παράδειγμα, όταν φωτογραφίζουμε για χαμηλή κλείδα στο πορτραίτο, δεν θέλουμε ο φωτισμός από το κυρίως φως να φωτίσει το φόντο μας και ούτε το φόντο μας θέλουμε να είναι εστιασμένο. Πιθανόν να μην θελήσουμε και τόσο βάθος φωτός και βάθος πεδίου στο αντικείμενο. Αν υποθέσουμε ότι χρησιμοποιούμε ένα κατάλληλο φόντο για «χαμηλή κλείδα», τότε υπάρχουν πολλοί τρόποι να επιτύχουμε όλα αυτά.
1. Μετακινούμε το φως πλησιέστερα προς το αντικείμενο (σχ. 7α και 7β) οπότε το φόντο θα είναι πιο σκοτεινό σεμσχέση με το φωτισμό του αντικειμένου αφού ισχύει ο νόμος του αντιστρόφου τετραγώνου.
2. Μετακινούμε το αντικείμενο μακρύτερα από το φόντο (σχ. 8). Με απόσταση φως-αντικείμενο στα 5 πόδια και φως-φόντο στα 10 πόδια το φόντο θα δεχθεί 2 F/stop λιγότερο φωτισμό απ' ότι το αντικείμενο.
Πιθανόν να χρησιμοποιήσουμε κάποιο συνδυασμό απ' αυτές τις δυο τεχνικές για να επιτύχουμε το επιθυμητό αποτέλεσμα.
Όταν χρησιμοποιούμε ομπρέλλα για κυρίως φωτισμό σε φωτογράφηση «χαμηλής κλείδας» πρέπει να μετακινήσουμε το αντικείμενο μακρύτερα από το φόντο απ' ότι συνήθως, διότι η απόσταση φωτός-αντικειμένου δεν μπορεί να μικρύνει τόσο, λόγω της απώλειας που έχει το φως από την απόσταση που υπάρχει μεταξύ φωτός-ομπρέλλας και ανάκλασής του πίσω στο αντικείμενο. Με το φως 2 πόδια από την ομπρέλλα, δεν μπορούμε να βάλουμε το αντικείμενο πιο κοντά από περίπου 4 πόδια από το φως. Πραγματικά 6 πόδια είναι ίσως η μικρότερη απόσταση, γιατί αν πλησιάσει περισσότερο θα φαίνεται η ομπρέλλα στη φωτογραφία. Με το φόντο 2 πόδια από το αντικείμενο, ο φωτισμός στο φόντο δεν θα είναι ούτε 1 F/stop λιγότερος απ' ότι στο αντικείμενο (σχ. 9).
Μετακινόντας το αντικείμενο 5 πόδια από το φόντο θα έχουμε στο φόντο 2 F/stop λιγότερο φωτισμό απ' ότι στο αντικείμενο (σχ. 10).
Τι συμβαίνει όταν το φως έχει απώλεια;
Στην πραγματικότητα το φως δεν έχει απώλεια (μείωση έντασης), απλώς διαχέεται να φωτίσει μια μεγαλύτερη περιοχή καθώς αυτή μετακινείται μακρύτερα από την φωτεινή πηγή (σχ. 11). Στα 5 πόδια από το φως, η περιοχή που φωτίζεται είναι 25 φορές μεγαλύτερη απ' ότι στο 1 πόδι. Οπότε μόνο το 1/25 από το φως φωτίζει πραγματικά το αντικείμενο (αν φωτογραφίζουμε με ομίχλη ή καπνό ή υποβρυχίως, ένα μικρό ποσοστό από το φως αντανακλάται και διαθλάται έτσι ώστε να μεταβάλλει ελαφρά τον νόμο του αντιστρόφου τετραγώνου).
Και τώρα θα εξηγήσω γιατί χρησιμοποιώ για μετρικό σύστημα το πόδι και όχι το μέτρο σ' όλα τα προηγούμενα παραδείγματα.
Καθώς η απόσταση φωτός-αντικειμένου μεγαλώνει κατά ένα παράγοντα 1,4 φορές, η περιοχή που καλύπτει διπλασιάζεται. Μιλώντας φωτογραφικώς αυτό σημαίνει ότι χάνουμε ένα F/stop, κάθε φορά που μετακινούμε το φως προς τα πίσω σε μια απόσταση ίση με 1,4 φορές από την προηγούμενη απόσταση.
Ήδη ξέρουμε ότι διπλασιάζοντας την απόσταση φως-αντικείμενο έχουμε σαν αποτέλεσμα μια ελάττωση 2 F/stop, αλλά αυτός ο παράγοντας 1,4 αν γίνει κατανοητός θα γίνει ο κόσμος μας διαφορετικός με καλύτερη αντίληψη για το «πώς όλα λειτουργούν». Αργά και με προσοχή μελετήστε την σημασία αυτού του παράγοντα 1,4 στο διάγραμμα β.
Σημειώστε πως αυτός ο παράγων 1,4 όχι μόνο μας δίνει ένα F/stop ελάττωση φωτισμού, αλλά επίσης ταιριάζει ακριβώς με τα F/stop που είναι χαραγμένα επάνω στον φωτογραφικό φακό. Η λέξη «περιοχή» είναι το κλειδί σ' αυτήν την συσχέτιση: 1 F/stop ελλάτωση φωτός δημιουργείται με τον διπλασιασμό της περιοχής που καλύπτει.
To F/stop έχει σχέση με το ποσό του φωτός που εισέρχεται από το άνοιγμα του φακού. Όσο η διάμετρος από την ίριδα του διαφράγματος αυξάνεται επί τον παράγοντα 1,4 το άνοιγμα του διπλασιάζεται, επιτρέποντας διπλάσιο φως να εισέλθει μέσα από τον φακό. Τελικά και οι δύο συλλογισμοί είναι ακριβώς οι ίδιοι. Μόνο αντί να υπολογίζουμε την απόσταση
φως-αντικείμενο μπορούμε να χρησιμοποιούμε τους αριθμούς που είναι χαραγμένοι πάνω στον φακό.
Γιατί η απομάκρυνση της μηχανής από το αντικείμενο δεν επηρεάζει το F/stop;
Όλοι μας ξέρουμε πως, εκτός από την περίπτωση που χρησιμοποιούμε φυσούνα, η αλλαγή της απόστασης μηχανής-αντικείμενου δεν επηρεάζει το F/stop εφ' όσον η απόσταση
φως-αντικείμενο δεν μεταβάλλεται. Αλλά γιατί συμβαίνει αυτό; Επειδή από το ίδιο αντικείμενο θα εισέλθει ολιγότερο φως μέσα από τον φακό με την απομάκρυνση της μηχανής, δημιουργείται η εντύπωση ότι πρέπει να ανοίξουμε το διάφραγμα του φακού για να επανορθώσουμε την «απώλεια» του φωτός. Όμως η «περιοχή» της εικόνας (αντικειμένου) που προβάλλεται επάνω στο φιλμ επίσης ελλατώνεται κατά την ίδια ποσότητα, αντισταθμίζοντας την απώλεια του φωτός που εισήλθε στην μηχανή.
Το φως αυτό έχει απώλεια σύμφωνα με τον νόμο του αντιστρόφου τετραγώνου. Εάν η μηχανή μετακινηθεί από τα 5 πόδια στα 7 πόδια, μια μικρότερη ποσότητα φωτός από το αντικείμενο θα εισέλθει από το φακό και θα αποτυπωθεί στο φιλμ. Επειδή όμως και η περιοχή (επιφάνεια) της εικόνας επάνω στο φιλμ θα είναι μικρότερη και συγκεκριμένα η μισή (μισό θα είναι και το ποσό του φωτός που θα περάσει από τον φακό αν μετακινήσουμε την μηχανή στα 7 πόδια), χρειάζεται μόνο το μισό φωτισμό απ' ότι αρχικά για να γράψει την ίδια έκθεση (σχ. 12).. Οπότε το F/stop δεν χρειάζεται ν' αλλάξει. (Πάλι βλέπουμε τον παράγοντα 1,4 να εφαρμόζεται).
Τι συμβαίνει με το Ηλιακό Φως;
Εξηγήσαμε την εφαρμογή του νόμου του αντιστρόφου τετραγώνου όπως εφαρμόζεται στην φωτογραφία με τον τεχνητό φωτισμό. Το Ηλιακό φως επίσης έχει απώλεια κατά το τετράγωνο της απόστασης, αλλά επειδή ο ήλιος απέχει 93 εκατομύρια μίλια, μερικές χιλιάδες πόδια κοντύτερα ή μακρύτερα δεν υπάρχει διαφορά στην έκθεση. Οι μόνες αλλαγές που αντιμετωπίζουμε με το ηλιακό φως είναι οι αλλαγές στην ποιότητα του φωτός και την ένταση σύμφωνα με την γωνία που προσπίπτει το φως στην γη μέσω της ατμόσφαιρας (βασικά σε διάφορες ώρες της ημέρας) και τις καιρικές συνθήκες (συννεφιασμένες, διαυγείς και ηλιόλουστες μέρες) και οι αντανακλάσεις από την επιφάνεια της γης (θάλασσα,έρημος, σκούρο χώμα κ.λπ.).
ΕΠΙΛΟΓΟΣ
Έχετε διαβάσει τώρα για τις αρχές του νόμου του αντιστρόφου τετραγώνου. Έχετε γνώσεις ώστε να τις εφαρμόσετε δημιουργώντας άριστες φωτογραφίες. Αλλά πρέπει να δουλέψετε έτσι ώστε αυτές οι αρχές να γίνουν δεύτερη φύση σας. Όταν επιτύχετε αυτό το πράγμα τότε θα καταφέρετε να κερδίσετε την μάχη μεταξύ βάθους φωτός και βάθους πεδίου.
κείμενο: Δημήτρης Τσουρτσούλας
Διπλ. GERMAIN SCHOOL OF PHOTOGRAPHY OF NEW YORK (αναδημοσίευση), "Ελληνική Φωτογραφία" 1989
